- •Кафедра бурения нефтяных и газовых скважин Курсовая работа
- •Содержание.
- •5.6. Уточнение расчленения разреза с учетом осложнений, происходящих при бурении скважин.
- •7.3. Определение минимально необходимого значения днс для обеспечения ламинарного режима течения бурового раствора в затрубном пространстве.
- •1.Введение
- •2.Геолого-физическая характеристика месторождения.
- •3. Характеристика эксплуатационной скважины №24
- •4. Анализ горно-геологических условий бурения
- •5. Обоснование расчленения геологического разреза на интервалы с несовместимыми или существенно различными требованиями к промывочной жидкости
- •5.1. Расчленение геологического разреза на технологические интервалы
- •Продолжение таблицы №1
- •5.2. Расчленение по литологическому составу пород.
- •5.3. Требования к промывочным жидкостям при бурении пород различных категорий
- •5.4. Уточнение расчленения разреза с учетом пластового давления и давления поглощения.
- •5.5. Уточнение расчленения разреза с учетом температуры горных пород
- •5.6. Уточнение расчленения разреза с учетом осложнений, происходящих при бурении скважин.
- •5.7. Уточнение расчленения разреза с учетом необходимости охраны недр и окружающей среды
- •6. Выбор типа промывочной жидкости. Факторы влияющие на выбор бурового раствора
- •Выбор типа промывочной жидкости
- •7.1. Выбор плотности бурового раствора
- •7.2. Выбор реологических свойств бурового раствора.
- •7.3. Определение минимально необходимого значения днс для обеспечения ламинарного режима течения бурового раствора в затрубном пространстве.
- •7.4. Выбор статического напряжения сдвига
- •7.5. Выбор значения условной вязкости
- •7.6. Выбор величины показателя фильтрации
- •7.7. Выбор величины водородного показателя
- •8. Выбор состава промывочной жидкости
- •8.1. Выбор состава глинистого раствора
- •9. Расчет расхода бурового раствора и материалов для его приготовления и регулирования свойств.
- •9.1. Расчет потребности в буровом растворе.
- •9.2. Расчет потребности в материалах, реагентах и добавках.
- •10. Выбор средств для размещения, приготовления, очистки, дегазации, перемешивания, обработки промывочной жидкости.
- •10.1. Состав циркуляционной системы.
- •10.2. Выбор емкостей для размещения бурового раствора
- •10.3. Приготовление бурового раствора.
- •10.4 Оборудование для очистки и регулирования содержания и состава твердой фазы в буровом растворе.
- •10.5. Выбор гидроциклонов
- •10.6. Выбор аппаратуры для контроля качества раствора.
- •10.7. Выбор оборудования для дегазации бурового раствора
- •10.8. Оборудование для перемешивания раствора в емкостях
- •11. Мероприятия по охране природы и охране недр
- •12. Список использованной литературы.
7.2. Выбор реологических свойств бурового раствора.
Реологические свойства промывочных жидкостей характеризуют значениями пластической вязкости η и динамического напряжения сдвига τ0.
Показатели пластической вязкости η и динамического напряжения сдвига τ0 определяются (рис. 1,2 метод. указания) по графикам зависимости от плотности бурового раствора.
Интервалы I,II, IV,V,VI с плотностью ρо = 1,10 η=4 мПа, τ0=49 дПа.
Интервал III с плотностью ρо=1,05 η=3 мПа, τ0=45 дПа.
Интервал VII с плотностью ρо=1,15 η=5 мПа, τ0=52 дПа.
Интервал VIII с плотностью ρо=1,33 η=8 мПа, τ0=63 дПа
7.3. Определение минимально необходимого значения днс для обеспечения ламинарного режима течения бурового раствора в затрубном пространстве.
Критическая скорость течения и критическое значение критерия Рейнольдса определяется через критерий Хедстрема:
Не= τ0(Дс-Д)2 ρ/ η2
Интервал VIII Не=6,3(0,168-0,127)2 1350/82*10-6=0,22*106.
Интервал VII Не = 5,2(0,168-0,127)2 1050/52 * 10-6=0,36*106
Интервал V Не = 4,9(0,168-0,127)2 1060/42 * 10-6 =0,54*106
Интервал IV Не = 4,9(0,168-0,127)2 1780/42 * 10-6 =0,92*106
Интервал III Не = 4,5(0,168-0,127)2 1690/32 * 10-6 =1,42*106
Интервал II Не = 4,9(0,168-0,127)2 1520/42 * 10-6 =0,78*106
Интервал I, VI Не = 4,9(0,168-0,127)2 1100/42 * 10-6 =0,57*106
τ0- динамическое напряжение сдвига, Па;
η- пластическая вязкость, Па, с;
ρ- плотность, кг/м3;
Дс - диаметр скважины, м;
Д - наружный диаметр бурильной колонны, м.
Критическое значение критерия Рейнольдса, при котором начинается турбулизация потока в затрубном пространстве:
Интервал VIII Rекр = 7,3 *2200000,58 + 2100 = 11260
Интервал VII Rекр = 7,3 * 3600000.58 + 2100 = 14289
Интервал V Rекр= 7,3 * 5400000.58 + 2100 = 17520
Интервал IV Rекр= 7,3 * 9200000.58 + 2100 = 23104
Интервал III Rекр= 7,3 * 14200000.58 + 2100 = 29117
Интервал II Rекр= 7,3 * 7800000.58 + 2100 = 21187
Интервал I, VI Rекр= 7,3 * 5700000.58 + 2100 = 18012
Критическая скорость течения:
Интервалы I, VI Wкр = Rекр η/(Дс-Д) *ρ =18012*4*10-3 / (0,168-0,127) * 1100 = 1,59 м/с
Интервал II WкрIII = Rекр η/(Дс-Д) ρ = 21187* 4*10-3/ (0,168-0,127) * 1520 = 1,36м/с
Интервал III WкрIV = Rекр η/(Дс-Д) ρ = 29117 * 3*10-3 / (0,168 – 0,127) * 1690 = 1,26 м/с
Интервал IV WкрIV = Rекр η/(Дс-Д) ρ = 23104 *4*10-3 / (0,168 – 0,127) * 1780 = 1,27 м/с
Интервал V WкрIV = Rекр η/(Дс-Д) ρ = 17520 *4*10-3 / (0,168 – 0,127) * 1060 = 1,61 м/с
Интервал VII WкрIV = Rекр η/(Дс-Д) ρ = 14289 *5*10-3 / (0,168 – 0,127) * 1050 = 1,66 м/с
Интервал VIII WкрIV = Rекр η/(Дс-Д) ρ = 11260 *8*10-3 / (0,168 – 0,127) * 1350 = 1,63 м/с
Rекр=Wкр (Дс-Д) ρ/ η
Rекр=1,27*(0,168-0,127)*1780/4*10-3=23171
Такому значению критерия Рейнольдса соответствует величина критерия Хедстрема:
Некр= (Rекр-2100/7,3)1,72 = ((23171 – 2100) / 7,3)1,72 = 895000
Определяем минимально допустимую величину ДНС бурового раствора, при котором начинается турбулизация потока:
τ0min I, VI =Некрη2/ρ(Дс-Д)2 = 895000* 42*10-6 / 1100*(0,168-0,127)2=77,4 дПа.
τ0min II = 895000* 42 * 10-6 / 1520*(0,168-0,127)2 = 56,04 дПа.
τ0min III = 895000 * 32 * 10-6 / 1690*(0,168- 0,127)2 = 28,35 дПа.
τ0minIV =895000* 42 * 10-6 / 1780*(0,168- 0,127)2 = 47,86 дПа
τ0minV =895000* 42 * 10-6 / 1060*(0,168- 0,127)2 = 80,36 дПа
τ0minVII =895000* 52 * 10-6 / 1050*(0,168- 0,127)2 = 126,77 дПа
τ0minVIII =895000* 82 * 10-6 / 1350*(0,168- 0,127)2 = 198,32 дПа
При ламинарном течении вынос обломков выбуренной породы улучшается. Практикой установлено, что для обычных глинистых растворов это отношение должно находиться в пределах:
τ0 /η=2÷3
При бурении под кондуктор и промежуточные колонны необходимо улучшить условия выноса обломков, целесообразно поддерживать τ0 /η=3.